專(zhuān)利名稱(chēng)：一種油氣回收方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的一種油氣回收方法和裝置，具體地說(shuō)是一種從含有揮發(fā)烴的廢氣中回收烴類(lèi)并使排放尾氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的油氣回收方法和裝置。
背景技術(shù)：
輕質(zhì)油品在儲(chǔ)運(yùn)、銷(xiāo)售等過(guò)程中，產(chǎn)生大量的油氣逸散。據(jù)統(tǒng)計(jì)每年輕質(zhì)油品逸散損失的油品約占輕質(zhì)油品的0.5%。這一方面導(dǎo)致大量的油氣資源浪費(fèi)，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，另一方面導(dǎo)致嚴(yán)重環(huán)境污染。另外，由于油氣和空氣容易形成爆炸性混合物(爆炸下限一般為 6%)，油氣逸散將導(dǎo)致相應(yīng)設(shè)施周?chē)挠蜌鉂舛热菀走_(dá)到爆炸極限，聚集在地面的油氣給企業(yè)和消費(fèi)者帶來(lái)極大的安全隱患，危及企業(yè)的安全生產(chǎn)，直接影響操作人員及周?chē)h(huán)境人員的健康。因此，對(duì)逸散油氣進(jìn)行回收是十分必要的。傳統(tǒng)的油氣回收技術(shù)主要有三種類(lèi)型一是冷凝法回收油氣，采用兩級(jí)或三級(jí)機(jī)械制冷深度冷凝，將大部分油氣冷凝回收；二是吸收法回收油氣，采用各種適宜的溶劑吸收油氣；三是吸附法回收油氣，采用各種適宜的固體吸附劑(如活性炭)吸附油氣，吸附劑再生利用。三種類(lèi)型的技術(shù)各有其優(yōu)點(diǎn)和不足之處，在此基礎(chǔ)上，又產(chǎn)生了各種改進(jìn)工藝和組合工乙οW09604978采用活性炭作為吸附劑，使用兩塔交替再生-吸附工藝，真空泵變壓解吸，解吸氣體經(jīng)冷凝器冷凝回收?；钚蕴课接蜌饨M分時(shí)，吸附放熱使活性炭床層有較大溫升，特別是油氣濃度較高時(shí)，活性炭床層極易產(chǎn)生局部過(guò)熱的現(xiàn)象，從而減少了吸附劑的使用壽命，使操作過(guò)程存在安全隱患。CN1494454A描述了一種采用活性炭吸附法回收有機(jī)物的裝置，吸附停止后，采用蒸汽解吸吸附有機(jī)組分，然后進(jìn)入冷凝器冷凝回收，引入大量蒸汽冷凝，增加了裝置操作費(fèi)用。CN1522785公開(kāi)了一種油氣回收方法，將油氣壓縮冷卻，在加壓的條件下吸附，該方法的不足之處在于，當(dāng)處理油氣量不穩(wěn)定時(shí)，特別是油氣量大幅度波動(dòng)時(shí)，壓縮機(jī)很難穩(wěn)定操作。CN101342427A采用了一種冷凝-吸附組合工藝回收油氣。油氣先經(jīng)過(guò)冷卻_冷凝實(shí)現(xiàn)部分油氣組分冷凝分離，未凝油氣由吸附-變壓解吸回收，吸附尾氣達(dá)標(biāo)排放，解吸油氣返回冷卻裝置與收集油氣混合進(jìn)入冷凝器。由于解吸油氣與收集油氣混合引起油氣返混降低了解吸油氣的露點(diǎn)，要求冷凝的溫度更低，從而大大增加了此冷凝-吸附組合工藝的操作費(fèi)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，冷凝方法回收油氣有兩方面技術(shù)指標(biāo)，一是冷凝的溫度，一是油氣的停留時(shí)間，即使在較低的冷凝溫度下，如果停留時(shí)間不夠，冷凝效率仍較低，因此， 冷凝設(shè)備需要較大的規(guī)模，達(dá)到所需的油氣停留時(shí)間，這就造成了設(shè)備投資大、操作費(fèi)用高的問(wèn)題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中油氣回收技術(shù)所存在的缺點(diǎn)和問(wèn)題，加以改進(jìn)和創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，提供一種新型環(huán)保、安全可靠、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作費(fèi)用低的油氣回收方法和裝置。本發(fā)明油氣回收方法包括以下內(nèi)容采用直接冷凝-吸附/再生技術(shù)回收油氣， 直接冷凝為低溫鹽水與油氣直接在噴射器內(nèi)充分混合接觸換熱，然后混合物進(jìn)入氣液分離器，進(jìn)行氣相、油相和鹽水的三相分離，氣相進(jìn)入吸附塔，油相回收，鹽水循環(huán)至制冷系統(tǒng)制冷后循環(huán)使用，吸附塔設(shè)置至少兩個(gè)進(jìn)行切換操作，吸附飽和的吸附塔采用真空解吸再生， 真空解吸的再生油氣在冷凝器中冷凝并回收冷凝油，冷凝器采用冷凍鹽水為冷卻劑，經(jīng)過(guò)冷凝器的低溫鹽水進(jìn)入噴射器。本發(fā)明方法中低溫鹽水與油氣混合換熱的噴射器可以是常規(guī)的文丘里噴射器，油氣和低溫鹽水直接充分混合，達(dá)到快速冷凝效果。鹽水經(jīng)過(guò)制冷系統(tǒng)制冷后得到的冷凍鹽水的溫度一般為-25°C -:35°C，噴射器入口低溫鹽水與油氣的比例為10 200L/m3，低溫鹽水的溫度一般為_(kāi)20°C -33°C。本發(fā)明方法中，氣液分離器頂部設(shè)置氣相排出口，底部設(shè)置鹽水采出口，中部設(shè)置油相采出口。冷凍鹽水可以是本領(lǐng)域常用的鹽溶液，如氯化鈣溶液、氯化鈉溶液等，鹽水在循環(huán)過(guò)程中，可以經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后進(jìn)行處理，如脫油處理等。本發(fā)明方法中，低溫鹽水和油氣在噴射器中混合，直接冷凝油氣。然后進(jìn)入氣液分離器，混合氣液流體在氣液分離器中實(shí)現(xiàn)油相、氣相、鹽水三相分離。未凝油氣經(jīng)除霧后進(jìn)入吸附塔中進(jìn)行吸附，吸附尾氣達(dá)標(biāo)排放。吸附塔至少設(shè)置兩個(gè)進(jìn)行切換操作，當(dāng)其中一個(gè)吸附塔出口尾氣烴濃度超過(guò)預(yù)期值時(shí)，切換到其他吸附塔。本發(fā)明方法中，吸附飽和的吸附劑通過(guò)真空解吸再生，真空泵抽出的含烴氣體增壓再送入冷凝器，采用從制冷系統(tǒng)冷卻的冷凍鹽水進(jìn)行冷凝，冷凝后的油氣可以進(jìn)入氣液分離器，與噴射器排出物料共同進(jìn)行分離回收，也可以單獨(dú)設(shè)置冷凝油的回收裝置。經(jīng)過(guò)冷凝器的低溫鹽水進(jìn)入噴射器。由氣液分離器分離出的鹽水經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入鹽水制冷系統(tǒng)，制冷后的冷凍鹽水進(jìn)入冷凝器冷凝真空解吸油氣，經(jīng)冷凝器換熱后的低溫鹽水進(jìn)入噴射器，與收集油氣混合，直接冷凝油氣。冷凝器中，解吸油氣的冷凝溫度為_(kāi)20°C -30°C。本發(fā)明油氣回收方法中氣液分離器上部設(shè)置除霧器，除去未凝油氣中攜帶的液體。本發(fā)明油氣回收方法中吸附塔為2 6個(gè)，優(yōu)先2 3個(gè)，吸附劑可采用活性炭、 硅膠、活性炭纖維、分子篩等。本發(fā)明油氣回收方法中鹽水制冷系統(tǒng)可采用常規(guī)的機(jī)械制冷、沖管制冷、新型混合工質(zhì)制冷等，優(yōu)選機(jī)械制冷。本發(fā)明方法中，其它技術(shù)內(nèi)容，如吸附劑、吸附方法、解吸方法、制冷方法等是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的內(nèi)容。本發(fā)明油氣回收裝置包括噴射器、氣液分離器、鹽水制冷系統(tǒng)、鹽水循環(huán)泵、吸附塔、真空泵、冷凝器等，噴射器的氣相入口和液相入口分別與收集油氣管和循環(huán)鹽水管相連，噴射器出口通過(guò)管道連接氣液分離器入口 ；在氣液分離器上設(shè)置鹽水補(bǔ)充口、冷凝油排出口、鹽水排出口和未凝油氣排出口 ；氣液分離器鹽水排出口與鹽水循環(huán)泵入口相連接，鹽水經(jīng)過(guò)鹽水泵送入制冷系統(tǒng)制冷，然后輸送到冷凝器中與解吸含烴油氣換熱冷凝油氣，冷凝器中冷凍鹽水出口連接到噴射器液相入口實(shí)現(xiàn)低溫鹽水制冷循環(huán)；氣液分離器未凝油氣排出口連接到吸附塔入口，吸附飽和后的吸附劑通過(guò)真空泵解吸再生，解析時(shí)吸附塔連接到真空泵入口，吸附劑進(jìn)行真空解吸再生，真空泵出口與冷凝器氣相入口相連，冷凝油氣經(jīng)冷凝器氣相出口連接到氣液分離器入口，冷凝油氣在分離器中分離。本發(fā)明油氣回收方法和裝置可以達(dá)到以下技術(shù)效果(1)采用油氣直接冷凝，冷凍鹽水經(jīng)噴射器的冷凍鹽水將油氣部分冷凝，降低了吸附塔吸附油氣的負(fù)荷，延長(zhǎng)吸附劑使用壽命。能夠適應(yīng)油氣排放量的大幅度波動(dòng)，保持操作平穩(wěn)和系統(tǒng)安全，獲得較高的油氣凈化效果。冷凍鹽水降低了油氣溫度，增加了吸附劑的吸附能力，消除了因吸附溫度升高的安全隱患，從而提高了油氣回收的效果。(2)真空泵抽出的含烴氣體增壓再送入冷凝器，采用冷凍鹽水冷凝。避免了含烴氣體與收集的含空氣油氣混合而引起的返混，可大大減小對(duì)空氣進(jìn)行深度制冷而浪費(fèi)能耗， 從而降低了油氣回收的操作費(fèi)用。(3)本發(fā)明油氣回收方法適合于大處理量的油氣回收裝置，具有操作彈性大，適用范圍廣，油氣排放濃度低，吸附劑床層“熱點(diǎn)”溫度低，投資少的特點(diǎn)，可以有效回收油氣，油氣回收率不低于99%，尾氣可以達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。


圖1是本發(fā)明油氣回收工藝一種具體過(guò)程流程示意圖。其中1-收集油氣，2-噴射器，3-氣液分離器，4-鹽水循環(huán)泵，5-鹽水制冷系統(tǒng)， 6-冷凝油排出管，7-除霧器，8-冷凝器，9-真空泵，10-吸附塔A/B，11-吸附裝置再生引入氣，12-吸附后排放氣，13-補(bǔ)充鹽水。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明油氣回收方法和裝置中，冷凍鹽水和收集油氣在噴射器中混合，直接冷凝油氣，使得部分油氣冷凝，減少吸附塔處理負(fù)荷，提高吸附劑使用壽命，同時(shí)降低了油氣溫度，有利于油氣吸附和裝置安全運(yùn)行?；旌蠚庖毫黧w進(jìn)入氣液分離器，在氣液分離器中實(shí)現(xiàn)油相、氣相、鹽水的三相分離。未凝油氣經(jīng)除霧后進(jìn)入吸附塔中進(jìn)行吸附，尾氣達(dá)標(biāo)排放。吸附飽和后的吸附劑通過(guò)真空解吸再生，真空泵抽出的含烴氣體增壓再送入冷凝器，采用冷凍鹽水冷凝，可使真空泵抽出的含烴氣體中部分C2和大部分C3及以上組分冷凝回收，經(jīng)冷凝后的油氣進(jìn)入氣液分離器中實(shí)現(xiàn)油氣分離，分離出的油通過(guò)排油管線(xiàn)排除裝置外。由分離器分離出的冷凍鹽水經(jīng)循環(huán)泵進(jìn)入鹽水制冷系統(tǒng)，制冷后的鹽水進(jìn)入冷凝器冷凝解吸油氣，經(jīng)冷凝器換熱后的冷凍鹽水進(jìn)入噴射器，與收集油氣混合，直接冷凝油氣。下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明油氣回收方法的實(shí)施過(guò)程及應(yīng)用效果。實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明油氣回收方法中收集油氣1與經(jīng)冷凝器8換熱后的冷凍鹽水在噴射器2中混合冷凝油氣，從而減少吸附塔10A/B的處理量，降低油氣1的溫度，延長(zhǎng)吸附塔10A/B使用壽命，能夠適應(yīng)油氣排放量的大幅度波動(dòng)，保持操作平穩(wěn)和系統(tǒng)安全。在噴射泵2中混合冷凝的氣液流體進(jìn)入氣液分離器3實(shí)現(xiàn)油、氣、鹽水三相分離。未凝油氣經(jīng)除霧器7除霧后進(jìn)入吸附塔10A/B中進(jìn)行吸附，尾氣12達(dá)標(biāo)排放。吸附飽和后的吸附劑通過(guò)真空泵9真空解吸再生，真空泵9抽出的含烴氣體增壓再送入冷凝器8，采用冷凍鹽水冷凝， 可使真空泵9抽出的含烴氣體中部分Cp C2和大部分C3及以上組分冷凝回收，解吸油氣采用冷凍鹽水冷凝，避免了解吸油氣與空氣混合而引起的返混，可大大減小對(duì)空氣進(jìn)行深度制冷而浪費(fèi)能耗，從而降低了油氣回收的操作費(fèi)用。經(jīng)冷凝后的油氣進(jìn)入氣液分離器3中實(shí)現(xiàn)油氣分離，在氣液分離器3中分離出的油通過(guò)排油管線(xiàn)6排除裝置外。由分離器3分離出的冷凍鹽水經(jīng)循環(huán)泵4進(jìn)入鹽水制冷系統(tǒng)5，制冷后的鹽水進(jìn)入冷凝器8冷凝解吸油氣，經(jīng)冷凝器8換熱后的冷凍鹽水進(jìn)入噴射器 2，與收集油氣1混合，直接冷凝回收油氣。該方法可以有效回收油氣，尾氣12可以達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)施例中，含30% (體積)油氣的廢氣，溫度30°C進(jìn)入噴射器中，鹽水制冷采用機(jī)械制冷，冷凍鹽水制冷溫度_35°C，冷凝器冷凝溫度為，噴射器入口低溫鹽水與油氣體積比為50L/m3。吸附劑采用活性炭，吸附塔入口油氣溫度_15°C，吸附空速為20001^, 氣速為0. 2m/s，吸附塔出口溫度為5°C。經(jīng)本工藝處理后，出口油氣濃度小于15mg/m3，回收率大于99% (質(zhì)量)。
權(quán)利要求
1.一種油氣回收方法，其特征在于采用直接冷凝-吸附/再生技術(shù)回收油氣，直接冷凝為低溫鹽水與油氣直接在噴射器內(nèi)充分混合接觸換熱，然后混合物進(jìn)入氣液分離器，進(jìn)行氣相、油相和鹽水的三相分離，氣相進(jìn)入吸附塔，油相回收，鹽水循環(huán)至制冷系統(tǒng)制冷后循環(huán)使用，吸附塔設(shè)置至少兩個(gè)進(jìn)行切換操作，吸附飽和的吸附塔采用真空解吸再生，真空解吸的再生油氣在冷凝器中冷凝并回收冷凝油，冷凝器采用冷凍鹽水為冷卻劑，經(jīng)過(guò)冷凝器的低溫鹽水進(jìn)入噴射器。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于低溫鹽水與油氣混合換熱的噴射器是文丘里噴射器，油氣和低溫鹽水直接充分混合，達(dá)到快速冷凝效果。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于鹽水經(jīng)過(guò)制系統(tǒng)制冷后得到的冷凍鹽水的溫度為-25°C -:35°C。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于噴射器入口低溫鹽水與油氣的比例為10 200L/m3，低溫鹽水的溫度為-20°C _33°C。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于氣液分離器頂部設(shè)置氣相排出口，底部設(shè)置鹽水采出口，中部設(shè)置油相采出口 ；冷凍鹽水是氯化鈣溶液或氯化鈉溶液。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于吸附飽和的吸附劑通過(guò)真空解吸再生，真空泵抽出的含烴氣體增壓再送入冷凝器，采用從制冷系統(tǒng)冷卻的冷凍鹽水進(jìn)行冷凝，冷凝后的油氣進(jìn)入氣液分離器，與噴射器排出物料共同進(jìn)行分離回收，或者單獨(dú)設(shè)置冷凝油的回收裝置。
7.按照權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于冷凝器中，真空解吸油氣的冷凝溫度為-20°C -30"C。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于吸附塔為2 6個(gè)，吸附劑采用活性炭、 硅膠、活性炭纖維或分子篩。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于鹽水制冷系統(tǒng)采用機(jī)械制冷、沖管制冷或新型混合工質(zhì)制冷。
10.一種油氣回收裝置，其特征在于包括噴射器、氣液分離器、鹽水制冷系統(tǒng)、鹽水循環(huán)泵、吸附塔、真空泵、冷凝器，噴射器的氣相入口和液相入口分別與收集油氣管和循環(huán)鹽水管相連，噴射器出口通過(guò)管道連接氣液分離器入口 ；在氣液分離器上設(shè)置鹽水補(bǔ)充口、冷凝油排出口、鹽水排出口和未凝油氣排出口 ；氣液分離器鹽水排出口與鹽水循環(huán)泵入口相連接，鹽水經(jīng)過(guò)鹽水泵送入制冷系統(tǒng)制冷，然后輸送到冷凝器中與解吸含烴油氣換熱冷凝油氣，冷凝器中冷凍鹽水出口連接到噴射器液相入口實(shí)現(xiàn)低溫鹽水制冷循環(huán)；氣液分離器未凝油氣排出口連接到吸附塔入口，吸附飽和后的吸附劑通過(guò)真空泵解吸再生，解析時(shí)吸附塔連接到真空泵入口，吸附劑進(jìn)行真空解吸再生，真空泵出口與冷凝器氣相入口相連，冷凝油氣經(jīng)冷凝器氣相出口連接到氣液分離器入口，冷凝油氣在分離器中分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油氣回收方法和裝置，采用冷凍鹽水直接冷凝-吸附/解吸再生回收油氣組合工藝，直接冷凝部分采用低溫鹽水與收集油氣直接混合冷凝部分油氣。本發(fā)明方法和裝置具有操作彈性大，能耗低，投資少，無(wú)安全隱患，尾氣可以達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)等特點(diǎn)。本發(fā)明方法和裝置可以適用于車(chē)船裝卸油品，油罐呼吸等情況的油氣回收。
文檔編號(hào)B01D53/02GK102441309SQ20101051132
公開(kāi)日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者劉忠生, 廖昌建, 王明星, 王海波 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院